唐山市第八中学实验楼建筑结构设计土木毕业设计计算书

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1、 摘 要 本工程为唐山市第八中学实验楼，位于唐山市区。该工程为四层钢筋混凝土框架结构，建筑面积为4823.28平方米，建筑物总高度为17.1米。 本设计主要分两部分，一是建筑设计，主要包括总平面设计、平面设计、立面设计、剖面设计。总平面设计是充分利用建筑空间，提高容积率，提高绿化率，对各类不同性质或功能的建筑进行平面布置，设计出既节约用地，又充分人性化，环境优秀的平面布置。平面设计主要依据各房间的使用功能及使用面积定出其形状和水平方向各部分的组合关系，按采光通风要求设计各房间的门窗大小和尺寸；立面设计主要考虑实验楼的整体美观；剖面设计则根据使用要求确定层高、窗台高度、窗高及室内外高。二是

2、结构设计，是在确定结构布置之后，先进行了截面初估，然后进行了荷载统计，接着计算水平及竖向荷载作用下的内力，找出最不利的一组或几组内力组合，选取最安全的结果计算梁板柱配筋并绘图。此外还进行了基础和楼梯设计，完成了基础、楼梯内力和选型计算及施工图绘制。楼梯采用板式楼梯，基础采用柱下独立基础。另外运用了PKPM进行框架结构设计计算。 整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、美观、使用方便是本设计的原则。 关键词：框架结构 建筑设计 结构设

3、计 内力组合 Architectural Design and Structure design of Tangshan eighth middle school Experiment Building Abstract The engineering is Tangshan eighth middle school Experiment Building , which is located in Tang Shan city.The engineering is four layer reinforced concreterame

4、structures, which is 4823.28 square meters of the building area. The height of the whole building is 17.1 meters. The design is made up of two parts, one part is architectural design ,which mainly includes: the overall plan design, plan design, facade design and section design. The overall graphic

5、design go into the layout of the different types of nature or function of buildings,which can take full use of architectural space, enhance the volume and improve the greening rate ,in order to save space, also fully human,make layout of good environmental.The plan design is in the light of the func

6、tional area of the rooms and is determined by the relation of combination among all the parts of the building in horizontal plan, and design the room size and dimensions of doors and windows according to ventilation and lighting .The facade design should be based on the overall building appearance .

7、The section design determine the height of every store, windows, windowsill and height gap between outdoors and indoors on the basis of the requirement of function . The other part is structure design,when the structural arrangement is determined, firstly take an advance estimate of the cross sectio

8、n and then proceed to the load statistics, and then calculate internal forces under the horizontal and vertical load, identify the most disadvantaged group, or a combination of several sets of internal forces,then select the results of the most secure and computing and reinforcement of beam ,board,c

9、olumn and drawings. In addition, I design the foundation and stairs, and complete the foundation, the stairs and the selection of internal force calculation and construction of mapping.The stairs are cranked slab stairs, and the foundation is independent foundation under column.I also go into the st

10、ructural design of the framework calculation by PKPM. In the design process of the entire structure, I follows the request of the related specialized standard strictly, then refer to correlation data and the related newest national standards standard, then design each link on the synthesis compreh

11、ensive scientific nature consideration. In brief, the suitable, the security, the economy, the beauty, easy to operate is this design principle. Keywords: frame structures; building design; structural design; combination of internal forces

12、目 录 1 引言 1 2 建筑结构设计 3 2.1工程概况 3 2.1.1工程名称 3 2.1.2建设地点 3 2.1.3工程概况 3 2.1.4地质条件 3 2.1.5气象资料 3 2.1.6地震情况 3 2.1.7材料 3 2.2 设计依据 3 2.3 建筑设计概述 4 2.4 结构布置 4 2.5 截面初估 6 2.5.1 板截面初估： 6 2.5.2 框架梁截面初估： 6 2.6框架计算简图 8 2.6.1确定框架计算简图 8 2.6.2计算各框架梁柱线刚度： 8 2.7荷载计算 10 2.7.1恒载标准值计算 10 2.7.2活荷载

13、标准值 11 2.7.3竖向荷载下框架受荷总图 12 2.7.4风荷载标准值计算 18 2.7.5水平地震作用计算 20 2.7.6多遇水平地震作用计算 25 2.8 层间位移及剪重比的验算 25 2.9 水平地震作用下内力分析 26 2.10 风荷载作用下的内力分析 31 2.11 竖向荷载下的内力分析 35 2.11.1 恒荷载作用下固端弯矩的计算 35 2.11.2 活荷载作用下固端弯矩的计算 35 2.11.3竖向荷载下剪力计算 39 2.11.4竖向荷载下柱轴力计算 42 2.12 荷载效应组合 45 2.12.1竖向荷载作用下梁端剪力和弯矩调幅 45

14、2.12.2水平地震作用下梁端弯矩调整 47 2.12.3风载作用下梁端弯矩调整 48 2.13 框架柱的截面设计 58 2.13.1 内力调整 58 2.13.2框架柱的截面设计 60 2.14 框架梁的截面设计 62 2.14.1正截面受弯承载力计算 62 2.14.2 斜截面受剪承载力计算 65 2.15 框架梁柱节点抗震验算 68 2.16 板的配筋计算 69 2.16.1 屋面板的计算 69 2.16.2 楼面板的计算 73 2.17 楼梯的计算 77 2.17.1楼梯梯段斜板设计 77 2.17.2平台板设计 78 2.17.3平台梁设计： 79 2

15、.18 基础的配筋计算 81 2.18.1 荷载设计值 81 2.18.2 A柱独立基础的计算 81 2.18.3 B柱独立基础的计算 85 2.18.4 C柱独立基础的计算 89 2.18.5拉梁的计算 92 2.19 技术经济指标分析 94 3 结论 95 谢辞 96 参考文献 97 1 引言 本次设计题目为“唐山市第八中学实验楼建筑结构设计”。建筑结构毕业设计是本科教学一个非常重要的环节。本设计从基本理论出发，结合施工现场经验，对本工程的建筑结构做了详细的设计。设计过程中参照了国家现行设计规范和标准，力求在内容上能够全面覆盖本结构设计的全部范围，密切联

16、系工程实际，努力做到能够对现场施工起到主要指导作用。 本设计采用钢筋混凝土框架结构,设计内容包括建筑设计和结构设计。 建筑设计部分：在建筑结构设计中首先是初步设计的准备工作来满足建筑居住者所使用目的的功能要求，以及建筑物的耐久性能。 建筑设计是根据设计任务书的要求，结合相关的规范章程、城市规划、地势条件，并考虑各房间的布局、通风、采光、人流路线来确定的建筑的平立面布置。采用既能满足实验楼的采光、通风、保温、隔音等功能需要,又比较经济、美观的方案。设计步骤是首先设计建筑平面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织及平面功能设计；其次进行立面造型、剖面的设计；最后进行楼梯的设计及相关构

17、件的初选。 结构设计部分：钢筋混凝土框架作为一种常用的结构形式，具有传力明确、结构布置灵活、抗震性和整体性好的优点。目前已广泛地应用于各类公用建筑中。框架结构设计包括梁、柱、板的初步设计，以确保有足够的强度抵抗结构构件所传递的弯矩、剪力，最后是结构设计的数据处理，通过计算来进行各个构件的配筋计算，以满足建筑物的使用以及耐久性。结构设计部分具体设计步骤如下： 结构布置：按建筑方案设计，确定结构布置及各构件的截面尺寸。 构件材料及截面尺寸的确定: 建筑材料要选出既经济又能满足构件的强度指标的钢筋和混凝土标号。根据二级框架的有关规定，从而由柱网的尺寸确定出主梁的截面尺寸，再由主梁的布置来确定次

18、梁的截面尺寸，主次梁布置确定后楼板的传力途径则可确定下来，并由此来确定楼板的厚度。柱截面尺寸确定依据结构延性要求，即二级框架限制轴压比µ，同时各截面尺寸要满足模数要求。 荷载统计：荷载的取值按各层房间的使用功能及所选材料查荷载规范而定，完成恒载与活载的统计。 刚度计算：由梁柱截面尺寸及各项参数计算框架梁、柱的线刚度及柱的抗侧移刚度D值。 验算侧移：包括层间侧移及顶部位移。 横向框架的自振周期：按顶点位移法计算，求出结构的顶点水平位移，按下式求得结构的基本周期： 水平内力计算：本设计总高度不大于40米，质量和刚度沿高度方向基本均匀分配，变形以剪切型为主，满足底部剪力法的基本假定和

19、适用条件，故采用底部剪力法来求各层剪力，采用D值法计算水平作用下的内力。 竖向荷载作用下的框架内力计算：分析了横向框架在作用下的内力；运用结构力学所学知识求梁固端弯矩，采用弯矩二次分配法求框架的梁端、柱端弯矩；分别计算恒（活）载作用下由荷载引起的梁端剪力及柱轴力和弯矩引起的梁端剪力及柱的轴力。 内力组合及配筋计算：对梁端弯矩进行调幅；调幅后对恒载，活载及地震作用下横向框架的内力进行组合，找出最不利内力组合；考虑强柱弱梁、强剪弱弯的设计原则，调整柱端的弯矩及梁柱剪力，并以此为依据对框架梁、柱进行截面设计。最后取其中最大值进行配筋，同时，各构件的配筋均要满足构造要求。 板的设计：根据本设计中

20、梁板布置确定单向板和双向板，双向板按弹性理论进行内力分析的。 楼梯的设计：结构设计中对板式楼梯进行设计，主要包括梯段板、平台板、平台梁的内力及配筋计算 基础的设计：采用柱下钢筋混凝土独立基础，根据得到的几组不利组合取最不利组合进行配筋计算，基础的计算主要包括基底尺寸的确定，基础埋深及高度的确定，以及基底配筋的计算。 研究方法：在设计的建筑设计的过程中要运用房屋建筑学的有关知识并参考相关的规范和建筑实例，同时结合自己对建筑设计的理解；在结构设计的过程中要应用结构抗震设计和钢筋混凝土设计的相关知识并结合一些规范和图集。 近年来，随着计算机技术的不断发展，框架结构的计算也由手算转向电算，设计

21、人员的工作强度逐渐降低。但是，目前有的工程人员过分依赖计算机的计算结果，缺少独立分析问题、解决问题的能力。所以本次毕业设计采用手算配合电算对手算结果加以验证，本次设计中用到了天正CAD和PKPM等建筑软件，通过手算电算的结合更加深刻的掌握建筑结构设计。 2 建筑结构设计 2.1工程概况 2.1.1工程名称：唐山市第八中学实验楼 2.1.2建设地点：唐山市 2.1.3工程概况：建筑面积 4823.28，结构形式为钢筋混凝土框架结构，共四层，每层高3.9，室内外高差为0.6。设计使用年限为50年。 2.1.4地质条件： 场地标准冻结深度为-0.8，

22、场地土类型为中硬场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。 2.1.5气象资料： 基本风压：0.4KN/,地面粗糙度为C类。 基本雪压：0.35 KN/。 2.1.6地震情况：抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，框架抗震等级二级。 2.1.7材料： 基础：钢筋混凝土 梁：钢筋混凝土 柱：钢筋混凝土 隔墙：加气混凝土砌块 楼板：钢筋混凝土 2.2 设计依据 (1)设计任务书 (2)建筑设计防火规范（GB50016－2006） (3)中小学建筑设计规范（JBJ99-86） (4)05系列建筑设计标准图集（DBJT02-45-2005） (5)混凝土结构设计规范（GB5001

23、0—2002） (6)建筑抗震设计规范（GB50011—2001） (7)建筑地基基础设计规范（GB50007—2002） (8)建筑结构荷载规范（GB50009—2006） 2.3 建筑设计概述 建筑设计是在总体规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果,各个细部的构造方式等。创造出既符合科学性又具有艺术的教学和办公环境。 建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，除考虑上述各种要求以外，还应考虑建筑与

24、结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，坚固，美观，这要求我们认真学习和贯彻建筑方针政策，正确学习掌握建筑标准，同时要具有广泛的科学技术知识。 建筑设计包括总体设计和个体设计两部分。 本次设计的主要内容是实验楼的设计，实验楼属于公共建筑类。作为一个公共建筑空间设计，要在平面规划中自始至终遵循实用、功能需求和人性化管理充分结合的原则。 （1）建设地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等是建筑设计的重要依据，例如：炎热地区的建筑应考虑隔热、通风、遮阳、建筑处理较为开敞；在确定建筑物间距及朝向时，应考虑当地日照

25、情况及主要风向等因素。 （2）基地的地形，地质及地震烈度直接影响到房屋的平面组织结构选型、建筑构造处理及建筑体型设计等。 地震烈度，表示当发生地震时，地面及建筑物遭受破坏的程度。本次设计抗震设防烈度为8度，所以应进行建筑物抗震设防。 （3）水文条件是指地下水位的高低及地下水的性质，直接影响到建筑物基础。一般应根据地下水位的高低及地下水位性质确定是否在该地区建筑房屋或采用相应的防水和防腐措施。 建筑设计图纸要求：建筑图纸均需达到施工图深度，弄清建筑平面、立面和剖面之间的关系，熟悉建筑施工图的表达方式，掌握常用的建筑构造措施等。 本工程的建筑用房采用内廊式，双面布房，具有良好的通风和采光

26、条件。 本工程楼梯和走廊的设计充分考虑了消防的要求。 2.4 结构布置 见图1 图1 结构布置图 5 唐 山 学 院 毕 业 设 计 2.5 截面初估 2.5.1 板截面初估： 取楼板厚且 2.5.2 框架梁截面初估： （1）主梁截面初估： 截面高度，截面宽度,。 ，取 ，取 （2）次梁截面初估： 截面高度，截面宽度。 ①，取 ，取 ②，取 ，取 (3)框架柱截面尺寸： (1)按轴压比初估框架柱截面尺寸 结构单位面积重量，取。 框架柱的受荷面积如图所示，框架柱选用C40混凝土，fc=19.1N/mm2

27、，框架抗震等级二级，轴压比。由式 6 唐 山 学 院 毕 业 设 计 可以初步估算框架柱截面尺寸，具体计算过程如下： 框架柱轴向压力设计值按式计算， 5轴与B轴相交中柱 取中柱截面尺寸为 ‚5轴与D轴相交边柱 考虑到边柱承受偏心荷载且跨度较大，故取D轴边柱截面尺寸 ƒ5轴与A轴相交边柱 考虑到边柱承受偏心荷载且跨度较大，故取A轴边柱截面尺寸为。 ④角柱虽然承受面荷载较小，但由于角柱承受双向偏心荷载作用，受力复杂，故截面尺寸取与A轴边柱相同，即。 故框架柱截面尺寸为。 (2)校核框架柱

28、截面尺寸是否满足构造要求 构造要求框架柱截面高度不宜小于，宽度不宜小于。 ‚为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4，。 (3)框架柱截面高度和宽度 故所选框架柱截面尺寸满足构造要求。 为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。 2.6框架计算简图 2.6.1确定框架计算简图 框架的计算单元如图2，框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。 底层柱高从基础顶面算至二层楼面，室内外高差为-0.60m，基础顶面至室外地坪取-0.60m，故基础顶面标高至0.000的距离定为-1.20m，二层楼面标高为3.90m，故底层柱高为5.1m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层

29、高），故均为3.90m。 2.6.2计算各框架梁柱线刚度： 由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇筑，对于中框架梁取，边框架梁取 见表1 -框架梁柱线刚度 图2框架计算简图 表1 框架梁柱线刚度 构件 线刚度 相对线刚度 框架梁 AB跨 边框 0.79 中框 1.05 BC跨 边框 0.76 中框 1.02 框架柱 二~四层 1.00 底层 0.76 2.7荷载计算 2.7.1恒载标准值计算 (1)不上人屋面 保护层：着色涂料

30、 防水层：1.5厚高分子卷材 0.1 找平层：20mm厚水泥砂浆 0.02 20=0.4 找坡层：水泥焦渣找坡2%，最薄处30mm厚 0.0314=0.42 保温层：60mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板 0.060.5=0.03 结构层：120mm厚钢筋混凝土现浇板 250.12=3.0 总计： 3

31、.95 (2)各层顶棚 0.3 (3)各层楼面 磨光花岗岩楼面： 1.5 结构层： 0.12 25=3.0 总计： 4.5 (4)雨篷荷载 厚细石混凝土面层 1.00 防水层

32、 0.30 找坡层 0.50 防水层 0.30 找平层 0.40 120mm厚钢筋混凝土现浇板结构层 250.12=3.0 板底粉刷 总计

33、 5.70 (5)梁自重 自重： 抹灰： 总计： 4.6 自重： 抹灰： 总计： 3.53 自重： 抹灰：

34、 总计： 1.80 (6)柱自重 自重： 抹灰： 总计： 9.7 (7)外墙自重（加气混凝土块） 标准层： 墙自重： 塑钢窗： 贴面砖外墙面：

35、 内墙面： 总计： 5.98 ‚底层： 墙自重： 塑钢窗： 贴面砖外墙面： 内墙面： 总计：

36、 7.4 ƒ玻璃幕墙 自重： (8)内纵墙自重 墙自重： 内墙面： 总计： 5.89 (9)内隔墙自重 内隔墙： 内墙面： 总计：

37、 6.57 2.7.2活荷载标准值 (1)屋面和楼面标准值 由《荷载规范》查得： 不上人屋面： 0.5 楼面： 2.0 走廊： 楼梯： (2)雪荷载标准值：

38、 屋面活荷载与雪荷载不同时组合，两者中取大值。 2.7.3竖向荷载下框架受荷总图 确定板传递给梁的荷载时，要分区格考虑。若为单向板，可沿板的短跨作中线，将板上荷载平均分给两长边的梁；若为双向板，可沿四角点作线，将板区格分为四小块，将每小块板上的荷载传递给与之相邻的梁。本结构楼面荷载的传递示意图如图3。 图3 荷载传递示意图 (1) A轴——B轴间的框架梁 屋面传给梁的荷载： 恒载： 活载： 梁自重：

39、 5.38 楼面传给梁的荷载： 恒载： 活载： 梁自重： 5.38 (2) B轴——C轴间的框架梁 屋面传给梁的荷载： 恒载： 活载： 梁自重： 5.38 楼面传给

40、梁的荷载： 恒载： 活载： 梁自重： 5.38 (3) A轴柱纵向集中荷载的计算 ①顶层柱： 女儿墙自重：（墙高900 ） 恒荷载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载+次梁自重 = 活荷载=板传荷 = ②标准层柱: 恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载+次梁自重+隔墙自重+柱自重 = 活荷载 = (4) B轴柱纵向集中荷载的计算 ①顶层柱： 恒荷载=梁自重+板传荷载+

41、次梁自重 = 活荷载=板传荷 = ②标准层柱: 恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载+次梁自重+隔墙自重+柱自重= 活荷载 = (5) C轴柱纵向集中荷载的计算 ①顶层柱： 恒荷载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载+次梁自重 = 活荷载=板传荷 = ②标准层柱: 恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载+次梁自重+隔墙自重+柱自重 = 活荷载 = (6) 3轴线与1/B轴相交处主梁的集中荷载 顶层： 恒荷载=次梁自重+板传荷载 = 活荷载=板传荷载 = 标准层： 恒荷载=次梁自重+板传荷载

42、 +内纵墙自重+隔墙自重 = 活荷载=板传荷载 = 图4 恒载立面简图 图5 活载立面简图 2.7.4风荷载标准值计算 (1)垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算 计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，按式计算。 其中——风荷载体型系数，对于矩形平面=1.3 ——风压高度变化系数，地面粗糙度类别为C类 ——高度处的风振系数，取1.0 (2)各层楼面处集中风荷载标准值计算 ①框架风荷载负荷宽度 5轴线框架的负荷宽度 ②各层楼面处集中风荷载标准值计算 各层楼面处集中风荷载标准值计算列于下表 表2 风荷载标准值计算

43、 层号 离地高度（） （） （） 4 16.2 0.76 1 1.3 0.4 3.9 0.9 7.54 3 12.3 0.74 1 1.3 0.4 3.9 3.9 11.93 2 8.4 0.74 1 1.3 0.4 3.9 3.9 11.93 1 4.5 0.74 1 1.3 0.4 4.5 3.9 12.84 ③风荷载作用下的计算简图，见图6。 (3)横向框架在风荷载作用下的位移计算 ①框架梁柱线刚度计算 5轴线框架梁为中框架梁，所以梁的线刚度 框架柱的线刚度：二～四层 底层

44、 ②侧移刚度D计算 图6 风荷载作用下的计算简图 表3 5轴线二～四层柱侧移刚度D计算 构件名称 数量 A 24142 1 B 36213 1 C 24142 1 ∑D 84497 表4 5轴线底层柱侧移刚度D计算 构件名称 数量 A 17775 1 B 21584 1 C 17458 1 ∑D 56817 ③风荷载作用下框架侧移刚度计算 表5 风荷载作用下框架楼层层间侧移与层高之比计算 楼层 4

45、7.54 7.54 84497 0.00009 3.9 3 11.93 19.47 84497 0.0002 3.9 2 11.93 31.40 84497 0.0004 3.9 1 12.84 44.24 56817 0.0008 4.5 2.7.5水平地震作用计算 该建筑物的高度为，结构以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度均匀分布，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。 (1) 重力荷载代表值的计算 屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5屋面活荷载标准值 楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5

46、楼面活荷载标准值 其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层的一半）的结构及构配件自重。 1)第四层重力荷载标准值的计算 ①女儿墙的重力荷载代表值的计算 女儿墙线荷载： ②第四层屋面板结构层及构造层自重标准值 ③第四层梁自重标准值： ④第四层柱自重标准值： ⑤第四层墙自重标准值： ⑥屋顶活荷载标准值 ⑦第四层重力荷载代表值： =10342.92 ⑧第四层重力荷载设计值： =12747.62 2)标准层楼面处重力荷载标准值计算 ①标准层楼面板结构层及构造层自重标准值 ②标准层梁自重标准值： ③标准层柱自重标准值

47、： ④标准层墙自重标准值： ⑤标准层楼面活荷载标准值 ⑥标准层重力荷载代表值： =12718.31 ⑦标准层重力荷载设计值： =17182.64 3)底层楼面处重力荷载标准值的计算 ①底层楼面板结构层及构造层自重标准值 ②底层梁自重标准值： ③底层柱自重标准值： ④底层墙自重标准值： ⑤雨篷自重标准值 ⑥底层楼面活荷载标准值 ⑦底层重力荷载代表值： =13033.26 ⑧底层重力荷载设计值： =17560.58 (2)框架柱抗侧刚度D和结构基本自振周期计算 1)框架柱抗侧刚度D的计算 表6 横向2～4层D值的计

48、算 构件名称 数量 ∑D A轴柱 边框 19882 2 39764 中框 24142 8 193136 B轴柱 边框 31243 2 62484 中框 26213 8 289704 C轴柱 边框 19882 2 39763 中框 24142 8 193136 表7 横向底层柱D值的计算 构件名称 数量 ∑D A轴柱 边框 15871 2 31742 中框 17775 8 142

49、200 B轴柱 边框 19997 2 39994 中框 21584 8 172672 C轴柱 边框 15871 2 31742 中框 17458 8 139664 2)结构基本自振周期计算 用顶点位移法计算结构基本自振周期 表8 顶点位移计算结果 层次 4 10342.92 10342.92 817988 0.0126 0.1720 3 12718.31 23061.23 817988 0.0282 0.1594 2 12718.31 35779.54 81

50、7988 0.0437 0.1312 1 13033.26 48812.80 558018 0.0875 0.0875 结构基本自振周期考虑非结构墙影响折减系数=0.7则结构的基本自振周期为： 2.7.6多遇水平地震作用计算 由于该工程所在地区抗震设防烈度为8度，场地土为II类，设计地震分组为第一组，由《抗震规范》查得： 由于，故 式中，——衰减系数，取0.9，取1.0 不需要考虑顶部附加水平地震作用的影响。 对于多质点体系，结构底部总纵向水平地震作用标准值： 质点的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层间位移的计算过

51、程见表9 表9 ，，的计算 层号 4 10342.92 16.8 173761.06 518761.68 1667.70 1667.70 817988 0.0020 3 12718.31 12.9 164066.2 518761.68 1574.66 3242.36 817988 0.0040 2 12718.31 9.0 114464.79 518761.68 1098.60 4340.96 817988 0.0053 1 13033.26 5.1 66469.63 518761.6

52、8 637.95 4978.91 558018 0.0089 2.8 层间位移及剪重比的验算 楼层最大位移与楼层层高之比： ，满足要求。 为了保证结构的稳定和安全，需分别进行刚重比和剪重比的验算，各层的刚重比和剪重比见表10 表10 刚重比和剪重比验算 层号 4 3.9 817988 3190153.2 1667.70 250.25 0.17 3 3.9 817988 3190153.2 3242.36 106.59 0.15 2 3.9 817988 3190153.2 4340.96

53、 67.71 0.13 1 5.1 558018 2845891.8 4978.91 44.00 0.11 注：一栏中，分子为第层的重力荷载代表值，分母为第层的重力荷载设计值。刚重比计算用重力荷载设计值，剪重比用重力荷载代表值。 由上表可见：各层的刚重比均大于20，不必考虑重力二阶效应；各层的剪重比均大于0.032，满足剪重比要求。 2.9 水平地震作用下内力分析 框架柱剪力和柱端弯矩计算采用D值法，计算过程和结果见下表 表11 A框架柱反弯点位置 层号 K 4 3.9 1.05 0.40 0 0 0

54、 0.40 1.56 3 3.9 1.05 0.45 0 0 0 0.45 1.76 2 3.9 1.05 0.50 0 0 0 0.50 1.95 1 5.1 1.38 0.61 0 0 0 0.61 3.11 表12 B框架柱反弯点位置 层号 K 4 3.9 2.07 0.45 0 0 0 0.45 1.76 3 3.9 2.07 0.45 0 0 0 0.45 1.76 2 3.9 2.07 0.50 0 0 0 0.50 1.95

55、1 5.1 2.71 0.55 0 0 0 0.55 2.81 表13 C框架柱反弯点位置 层号 K 4 3.9 1.02 0.40 0 0 0 0.40 1.56 3 3.9 1.02 0.45 0 0 0 0.45 1.76 2 3.9 1.02 0.50 0 0 0 0.50 1.95 1 5.1 1.33 0.62 0 0 0 0.62 3.16 表14 横向水平地震荷载作用下A框架柱剪力和柱端的计算 层号

56、4 1767.05 817988 24142 0.030 53.01 0.40 124.04 82.70 3 3435.51 817988 24142 0.030 103.07 0.45 221.09 180.89 2 4599.55 817988 24142 0.030 137.99 0.50 269.08 269.08 1 5170.88 558018 17775 0.032 165.47 0.61 329.12 514.78 表15 横向水平地震荷载作用下B框架柱剪力和柱端的计算 层号

57、 4 1767.05 817988 36213 0.044 77.75 0.45 166.77 136.45 3 3435.51 817988 36213 0.044 151.16 0.45 324.24 265.29 2 4599.55 817988 36213 0.044 202.38 0.50 394.64 394.64 1 5170.88 558018 21584 0.039 201.66 0.55 462.81 565.66 表16 横向水平地震荷载作用下C框架柱剪力和柱端的计算 层

58、号 4 1767.05 817988 24142 0.030 53.01 0.40 124.04 82.70 3 3435.51 817988 24142 0.030 103.07 0.45 221.09 180.89 2 4599.55 817988 24142 0.030 137.99 0.50 269.08 269.08 1 5170.88 558018 17458 0.031 160.30 0.62 310.66 506.87 表17 横向水平地震荷载作用下框架梁端弯矩剪

59、力计算 层号 梁节点 4 AB 124.04 82.70 124.04 25.81 BA 166.77 136.45 85.05 25.81 BC 166.77 136.45 81.72 24.50 CB 124.04 82.70 124.04 24.50 3 AB 221.09 180.89 303.79 66.51 BA 324.24 265.29 234.95 66.51 BC 324.24 265.29 225.74 63.04 CB 221.09 180.89 303.79

60、 63.04 2 AB 269.08 269.08 449.97 97.10 BA 394.64 394.64 336.56 97.10 BC 394.64 394.64 323.37 92.06 CB 269.08 269.08 449.97 92.06 1 AB 329.12 514.78 598.20 127.84 BA 462.81 565.66 437.30 127.84 BC 462.81 565.66 420.15 119.03 CB 310.66 506.87 579.74 119.03

61、 表18 横向水平地震荷载作用下框架柱轴力计算 层号 柱号 4 A 0 25.81 25.81 B 25.81 24.50 1.31 C 24.50 0 24.50 3 A 0 66.51 92.32 B 66.51 63.04 4.78 C 63.04 0 87.54 2 A 0 97.10 189.42 B 97.10 92.06 9.82 C 92.06 0 179.60 1 A 0 127.84 317.26 B 127.84 119.03 18.63 C 1

62、19.03 0 298.63 图7 水平地震作用弯矩图 图8 水平地震作用剪力图 图9 水平地震作用轴力图 2.10 风荷载作用下的内力分析 框架柱剪力和柱端弯矩计算采用D值法，计算过程和结果见下表 表19 A框架柱反弯点位置 层号 K 4 3.9 1.05 0.35 0 0 0 0.35 1.37 3 3.9 1.05 0.45 0 0 0 0.45 1.76 2 3.9 1.05 0.45 0 0 0 0.45 1.76 1 5.

63、1 1.38 0.58 0 0 0 0.58 2.61 表20 B框架柱反弯点位置 层号 K 4 3.9 2.07 0.40 0 0 0 0.40 1.56 3 3.9 2.07 0.45 0 0 0 0.45 1.76 2 3.9 2.07 0.50 0 0 0 0.50 1.95 1 5.1 2.71 0.55 0 0 0 0.55 2.48 表21 C框架柱反弯点位置 层号 K 4 3.9 1.02 0.35

64、 0 0 0 0.35 1.37 3 3.9 1.02 0.45 0 0 0 0.45 1.76 2 3.9 1.02 0.45 0 0 0 0.45 1.76 1 5.1 1.33 0.58 0 0 0 0.58 2.61 表22 风荷载作用下A框架柱剪力和柱端的计算 层号 4 7.54 84497 24142 0.286 2.15 0.35 5.46 2.94 3 11.93 84497 24142 0.286 3.41 0.45 7.

65、31 5.98 2 11.93 84497 24142 0.286 3.41 0.45 7.31 5.98 1 12.84 56817 17775 0.313 4.02 0.58 7.59 10.48 表23 风荷载作用下B框架柱剪力和柱端的计算 层号 4 7.54 84497 36213 0.429 3.23 0.4 7.56 5.04 3 11.93 84497 36213 0.429 5.11 0.45 10.97 8.97 2 11.9

66、3 84497 36213 0.429 5.11 0.5 9.97 9.97 1 12.84 56817 21584 0.380 4.88 0.55 9.88 12.07 表24 风荷载作用下C框架柱剪力和柱端的计算 层号 4 7.54 84497 24142 0.286 2.15 0.35 5.46 2.94 3 11.93 84497 24142 0.286 3.41 0.45 7.31 5.98 2 11.93 84497 24142 0.286 3.41 0.45 7.31 5.98 1 12.84 56817 17458 0.307 3.95 0.58 7.46 10.30 表25 风载作用下框架梁梁端弯矩剪力计算 层号 梁节点 4 AB 0 5.46 5.46 1.15 BA 0 7.56 3.85 1.15 BC 0 7.56